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Mejora de la toma de decisiones autónoma en las operaciones industriales

Las ventajas de la fabricación inteligente

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Las soluciones Enterprise Edge pueden actuar como mediadoras, mejorando el rendimiento de ambos mundos. FOTO: Mitsubishi Electric
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Las tecnologías de fabricación inteligente e Internet Industrial de las Cosas (IIoT) están mejorando la toma de decisiones autónoma en las operaciones industriales. Al ofrecer una visión holística de las operaciones del taller en tiempo real, estos marcos basados en datos mejoran los procesos y apoyan la aplicación de estrategias de mejora continua. Para alcanzar el nivel necesario de transparencia y disponibilidad de datos a nivel local, las empresas deben incorporar sistemas de computación Edge en sus marcos.


Las prácticas de fabricación inteligentes aprovechan los Big Data para realizar análisis descriptivos, de diagnóstico, predictivos y prescriptivos que pueden proporcionar una visión clara de las operaciones del taller. La información procesable obtenida de estos procesos apoya la implementación de aplicaciones IIoT que proporcionan una mayor flexibilidad y capacidad de respuesta. En consecuencia, las empresas pueden optimizar todos los aspectos de la fabricación y, en última instancia, mejorar su ventaja competitiva.


Por ejemplo, las empresas pueden determinar las condiciones óptimas de procesamiento necesarias para obtener productos de calidad constante y alta en tiempo real. Asimismo, pueden predecir cuándo los equipos necesitarán mantenimiento o revisión, así como ajustar su rendimiento para apoyar las prácticas de fabricación ‘justo a tiempo’.


Todo es cuestión de convergencia


Convertir los datos de la fábrica en conocimiento para apoyar la fabricación de siguiente nivel requiere tecnologías que puedan interpretar rápidamente la información y compartirla con diferentes partes de una organización. Para lograrlo, estos sistemas deben superar los límites que convencionalmente dividen la tecnología operativa (OT) y la tecnología de la información (IT) para apoyar la disponibilidad de datos en toda la empresa.


Los dispositivos Enterprise Edge son candidatos ideales para esta tarea, ya que conectan la TI y la OT, al tiempo que tienen en cuenta sus distintas capacidades. Por ejemplo, el mundo OT funciona con velocidades de proceso de milisegundos o menos; en cambio, el mundo IT trabaja con tiempos de muestreo mucho más largos, como minutos, horas o más. La definición de fiabilidad y ciberseguridad para cada ámbito también difiere. En las redes de TI, esto abarca la procedencia y la seguridad de los datos y los dispositivos, mientras que en OT se asocia con la resiliencia de los sistemas.


Las soluciones Enterprise Edge pueden actuar como mediadoras, mejorando el rendimiento de ambos mundos. Llevan la infraestructura de grado empresarial y los conceptos modernos de TI a la planta, al tiempo que ofrecen un alto rendimiento de respuestas en tiempo real y baja latencia, típicas de la OT, para las funciones de gestión de nivel superior. De este modo, pueden conectar las diferentes "islas de automatización" que suelen caracterizar a las instalaciones de fabricación existentes.


Qué hay en ello para las TI y las OT


Los dispositivos Enterprise Edge recopilan, agregan, analizan y comparten el volumen cada vez mayor de flujos de datos a nivel de máquina procedentes de los controladores en la planta de producción. Como resultado, pueden proporcionar información inmediata para la toma de decisiones totalmente automatizada en tiempo real.


En última instancia, las empresas pueden extraer datos adicionales de máquinas y plantas con un esfuerzo mínimo para optimizar y mejorar las operaciones. Esto ocurre sin afectar al rendimiento de los sistemas de producción y los procesos de fabricación, ya que pueden seguir funcionando sin verse afectados.


Las funciones avanzadas de TI para OT son beneficiosas para cualquier aplicación, pero pueden convertirse en un salvavidas para las instalaciones en las que la conectividad a todas horas puede no ser una posibilidad. En estas situaciones, el Edge puede realizar funciones nativas de la nube para apoyar la continuidad de las operaciones efectivas. Del mismo modo, para las industrias en las que el cumplimiento y la residencia de los datos son críticos, como el sector farmacéutico, las soluciones Enterprise Edge son clave para el preprocesamiento de datos sensibles a nivel local, al tiempo que comparten datos que son seguros para transferirlos a redes de nivel empresarial más amplias.


Además de mejorar las actividades de OT, los sistemas Enterprise Edge también aportan beneficios clave al mundo de las TI. Pueden llevar a cabo actividades de limpieza y preprocesamiento de datos, desbloqueando el potencial de análisis más avanzado en la nube con costes reducidos de ancho de banda y almacenamiento. Al mismo tiempo, los dispositivos Edge pueden ayudar a facilitar la identificación de patrones clave dentro de los datos y apoyar el procesamiento de datos segmentados, haciendo que la criba de piezas de información sea más fácil y rápida.


Además, la infraestructura que ofrecen los dispositivos Enterprise Edge viene acompañada de ventajas de ciberseguridad. Dado que la computación se produce más cerca de la fuente de datos, hay menos datos en riesgo en cualquier momento. Además, como las funciones de procesamiento y almacenamiento están repartidas por el Edge, toda la red es menos susceptible de sufrir un solo ataque.


Las actividades de extracción de datos también pueden mejorarse utilizando las soluciones de Enterprise Edge computing. Un dispositivo avanzado que incorpore las últimas tecnologías puede liberar el poder de la inteligencia artificial (IA) para llevar a cabo sofisticados análisis de datos y crear perspectivas procesables para el mantenimiento predictivo. Por ejemplo, los algoritmos de IA pueden identificar patrones de desgaste o detectar anomalías mucho antes de que se produzca el fallo real del equipo. Como resultado, es posible crear programas de mantenimiento muy precisos que minimicen el tiempo de inactividad y las paradas de emergencia.


Desarrollar infraestructuras altamente eficaces


Al aprovechar la solución Enterprise Edge adecuada, las empresas también pueden beneficiarse de una herramienta clave para optimizar sus redes. Esto puede utilizarse para conseguir mejoras en la eficiencia y la utilización del ancho de banda, ya que grandes volúmenes de datos se procesan localmente mientras que sólo los conjuntos de datos clave se transfieren a través de la red de comunicaciones. Del mismo modo, la estructura descentralizada que ofrece el Edge puede ayudar a las empresas a adaptar así como a ampliar sus capacidades e infraestructuras informáticas de una manera rentable y en el tiempo, sin añadir ningún requisito de ancho de banda adicional.


Por último, al implementar un dispositivo Enterprise Edge que utilice tecnologías de comunicación abiertas, como CC-Link IE TSN, es posible conectar y dar soporte a una amplia gama de dispositivos de automatización. Esto significa que las empresas pueden beneficiarse de una solución que puede soportar sus aplicaciones previstas sin consideraciones de red adicionales.


Tecnología con Edge


Una solución Enterprise Edge probada que utilizan los fabricantes de múltiples sectores es la serie MELIPC de ordenadores industriales de Mitsubishi Electric. Ésta admite una amplia conectividad con el nivel de planta al ofrecer compatibilidad con las principales redes abiertas. Además, el uso de tecnologías abiertas de MELIPC significa que el dispositivo puede interconectarse con máquinas o activos de planta controlados por distintos proveedores de automatización.


Cuando recibe datos, la solución Edge computing cuenta con un entorno de registro y procesamiento de datos en tiempo real. Incorpora un conjunto de herramientas analíticas, como el análisis de regresión múltiple, el sistema Mahalanobis-Taguchi (MTS) para el diagnóstico y la previsión a través de datos multivariantes, el control estadístico de procesos (SPC) y funcionalidades de IA.


MELIPC ofrece a los usuarios la flexibilidad de integrar aplicaciones de terceros en su sistema operativo dual, que utiliza Windows y VxWorks RTOS. El entorno VxWorks RTOS tiene un historial probado de ejecución de aplicaciones integradas críticas en las que la alta disponibilidad es un requisito obligatorio. Por último, la estructura interna de MELIPC sigue los principios del Consorcio Edgecross. Se trata de una organización independiente con más de 200 miembros, entre los que se encuentran NEC, Oracle e IBM, cuyo objetivo es la creación de una plataforma abierta de software de Edge Computing que proporcione una interfaz universal entre las redes industriales y las funciones de Edge.


Los beneficios de MELIPC ya se han visto en una amplia gama de industrias, como la de alimentación y bebidas, la de automoción y la de envasado, y la tecnología ha contribuido a reducir el tiempo de inactividad y a aumentar la calidad, la eficiencia y la disponibilidad de los productos. Gracias a sus avanzadas capacidades de Edge computing, MELIPC ha ayudado a las empresas a realizar sus transformaciones digitales y a mejorar su competitividad.




Este artículo aparece publicado en el nº 533 de Automática e Instrumentación págs. 49 a 51.

   Mitsubishi Electric lanza la nueva serie MELSERVO MR-J5 de servoaccionamientos compatibles con TSN

Comentarios

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